闭合电路欧姆定律1

- 1 - 选修3-1第二章 第7节 闭合电路的欧姆定律

一、教学目标

（一）知识与技能

1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。

2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图象表达，并能用来分析、计算有关问题。

3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。

4、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。

（二）过程与方法

1、通过演示路端电压与负载的关系实验，培养学生利用探究物理规律的科学思路和方法。

2、通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

（三）情感、态度与价值观

通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。

二、教材分析

本节首先介绍了闭合电路的概念，再引入外电路、内电路以及各自的电阻等基本概念，从而得出了闭合电路的欧姆定律，根据闭合电路的欧姆定律得到了路端电压与负载之间的关系，最后又从能量的角度分析了闭合电路的功率。教学的重点应该在闭合电路的欧姆定律；路端电压与负载的关系以及闭合电路中的功率的计算，特别是闭合电路只能适用于纯电阻电路，对有电动机等存在的非纯电阻电路的处理问题要详细介绍。

三、教学重点难点

教学重点

1、推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。

2、路端电压与负载的关系

教学难点

路端电压与负载的关系 - 2 - 四、学情分析

1．知识基础分析：

①初中掌握了欧姆定律，会利用该定律列式求解相关问题。

②掌握了电场力做功的计算方法。

2．学习能力分析：

①学生的观察、分析能力不断提高，能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。

②具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。

《闭合电路欧姆定律》教学设计

一、教学目标

（一）知识与技能

1．理解电动势的定义，知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。

2．知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。

3．理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题。

4．理解路端电压随电流（或外电阻）关系的公式表达和图象表达，并能用来分析、计算有关问题。

5．理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。

6．初步掌握电源电动势和内阻的一些测量方法。

（二）过程与方法

1．通过路端电压与外电阻的关系实验探究，培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。

2．通过研究路端电压与电流的关系公式、图象及图象的物理意义，培养学生应用数学工具解决物理学问题的能力。

3．通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

（三）情感态度与价值观

1．通过演示实验和探究实验，激发学生求知欲和学习兴趣，享受成功的乐趣，体会物理学研究的科学性。

2．通过分析路端电压与电流（外电阻）的关系，培养学生严谨的科学态度，感受物理之美。

3．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神。

二、教学重点

1．闭合电路欧姆定律。

2．路端电压与电流（外电阻）关系的公式表示及图象表示。

三、教学难点

1．电动势的概念。

2．路端电压与电流（外电阻）关系。

四、教学思路

《闭合电路欧姆定律》一节是高二物理教材中学生感到较为难以理解的部分，难点在于对电动势的物理意义的理解，这是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础。

首先，先让学生感受生活中的一些电源，初步明确电源是将其他形式的能转化成电能的装置，让学生自己用电压表测量不同类型的电源两极间的电压，为引入电动势的概念作铺垫。

教学活动

（一）引入新课

通过对并联到干电池的小灯泡数目与小灯泡的亮度的变化情况，是学生产生认知矛盾，来引入新课。

（二）进行新课

1、闭合电路欧姆定律

（1）电路结构介绍：外电路和内电路。

（2）微观上看电路中的电势升降情况，理解电势降的概念

（3）实验：对铅蓄电池内电压和外电压的测量得到电源内外电压的的关系。

（4）理论上从能量守恒的角度对闭合电路欧姆定律的推导

E外=I2Rt（2）E内=I2rt（3）W=Eq=EIt

根据能量守恒定律，W= E外+E内

即EIt =I2Rt+ I2rt 整理得：E =IR+ Ir 或者rREI

（1）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。

（2）公式：I=rRE（3）适用条件：外电路是纯电阻的电路。

根据欧姆定律，外电路两端的电势降落为U外=IR，习惯上成为路端电压，内电路的电势降落为U内=Ir，代入E =IR+ Ir ， 得内外UUE

2、路端电压与负载的关系

U外= E－Ir

答案：E=3V r=1 U外= E－ U内

闭合电路欧姆定律

探究环节：结合相关的知识点进行知识回顾，作好知识的铺垫，引导学生对新课内容和已有的知识进行有效的整合。闭合电路内外电路的电势变化图，因为我们学生的基础，做了简化处理，语速刻意减缓，但讲解十分清晰到位。设置了理论探究和实验探究两个探究环节，通过探究很好地落实这节课的重点、难点。理论探究的设置是从电路能量转化角度来设计的，通过阶梯式层次问题引导学生推导出闭合电路的欧姆定律。教师在学生的理论探究的过程中，适度地走动，关注学生推导过程，且学生的参与度很高，若在第四步前再加一个铺垫会更好。最后的学生的作业实物投影体现选择性，有一定的代表性。实验探究部分，探究路端电压跟负载的关系。提出问题，“外电阻变化时，路端电压U如何变化？”若外电阻R增大，路端电压U会有怎样的变化？学生猜想1，R大U大，学生猜想2，R大U不变……气氛再度升温。实验设计部分，教师先引导学生进行电路设计，提供器材，如电流表、电压表、滑动变阻器等，学生设计并在方框内画出电路图。（这里如果改成学生自己设计电路、自己选择器材，会更具挑战点）。最后是实验验证环节，探究的思路很清晰，而且学生也体验了科学探究的过程。在实验验证的环节，结合EXCEL的数据即时输入和图线同步绘制（excel图表——散点图——趋势线的步骤处理数据）。处理的过程注重现场数据的采集的同时性，高效、流畅，几乎可以媲美传感器数据采集处理的作用，是本节课的又一个亮点。通过计算机处理出函数的数学表达式，结合图形推出相关的U、I关系式，达到水到渠成的效果。最后结合图形和公式，分析了电路短路和短路这两种特殊的情况。

闭合电路欧姆定律

1．如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的I—U图象，则下述说法正确的是（ ）

A．电动势E1=E2，发生短路时的电流强度I1＞I2

B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2

C．电动势E1=E2，内阻r1＜r2

D．当两个电源工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大

2．关于电源和直流电路的性质，下列说法正确的是（ ）

A．电流总是由高电势流向低电势

B．电源短路时，电路电流为无穷大，路端电压为零

C．外电路断路时，路端电压为最大，外电阻为零

D．外电路总电阻值增大时，路端电压也增大

3．如图，A、B两灯电阻相同，当滑动变阻器的滑动端P向下滑动时（ ）

A、通过电源的电流减小

B、电阻R中的电流减小

C、电灯A将变暗一些

D、电灯B将变暗一些

4．如图电路中，电阻R1=10Ω，R2=8Ω，电源内阻r≠0．当S接R1时，电压表示数为2V，当S接R2时，电压表示数可能为 ( )

A．2.2V

B．1.9V

C．1.6V

D．1.3V

5、如图所示，直线A和B分别为电源a、b的路端电压和电流的关系图像，设两个电源的内阻分别为ra和rb，若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上，通过R0的电流分别为Ia、Ib，则（ ）

A、ra=rb, Ia=Ib

B、ra＞rb, Ia＞Ib

C、ra＞rb, Ia=Ib

D、ra＞rb, Ia＜Ib

6.如图所示，电池组的电动势为ε，内电阻为r，R0为定值电阻，R为变阻器，已知R0＞r.为使R0上消耗的电功率最大，应将变阻器阻值调整到( )

(A)R0 (B)R0＋r (C)R0－r (D)0

7.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P随总电流I变化的图线，抛物线OBC为同一电源内部消耗的功率Pr随总电流I变化的图线，P B